1、毕业设计开题报告 机械设计制造及自动化 多楔带硫化装置设计 1 选题的背景、意义 多楔带传动功率大，传动效率高；传动系统结构紧凑，带体薄、柔软，适应带轮直径小的传动，也适应高速传动，运行过程中振动小、发热少、运转平稳、使用伸长小、寿命长。广泛的应用于汽车、家电、工业设备中。 多楔带的生产方式有磨削和模具成型。 本次设计的内容是对多楔带模具成型硫化设备进行设计。要求是完成成型硫化的同时，减少硫化蒸汽的使用，减少有害物质对成型模具的侵蚀。 2 相关研究的最新成果及动态 常见的硫化装置有 1 挤出制品常用连续硫化装 置 超高频电磁感应装置：弯管连续硫化装置使用弯曲下垂的硫化管，内部通以 15 20k
2、g cm 的蒸汽， 硫化温度可达到 180 200 。主要用于电线和电缆的硫化，现在也用于胶管生产。其效率约是对流或传导方式的 5倍，可用于加热或硫化断面大或结构不均匀、形状复杂的制品， 一般可在 30s 内使胶料升温到120 180 。 热空气硫化装置：热空气硫化装置是以电热、燃油或燃气等方法加热空气进行 硫化的装置。电热空气温度一般为 180 25O ，燃油或燃气型温度一般为200 250。 C， 最高可达 400 500 ，故能大幅度缩短硫化时间，提高生产效率。 液体硫化介质装置：采用 140。 C左右能熔融的低熔点合金 (如铋钨或 :铋锡合金 )或共熔盐 (如硝酸钾、亚硝酸钠和硝酸钠的
3、混合盐 )熔融物作加热介质置于硫化槽中，被加工物通过温度为 160 250 的硫化槽被硫化的装置。该方法有导热好、硫化时间短的优点。缺点是所得成品表面沾有熔融物残渣，需要额外清洗。 弯管连续硫化装置：弯管连续硫化装置使用弯曲下垂的硫化管，内部通以15 20kg cm 的蒸汽， 硫化温度可达到 180 200 。主要用于电线和电缆的硫化，现在也用于胶管生产。 热流体床硫化装置：在充满粒径约 0 2mm 玻璃微珠 (或细沙 )的容器下面通入 160 200 的蒸汽或热空气，使玻璃珠上下翻腾形成流体沸腾床，挤出制品从中通过，从而得到玻璃珠所传导的热量而实现连续硫化。此方法具有加热介质与被硫化物接触面
4、积大、热传导效率高等优点。 辐射硫化装置：辐射硫化装置主要采用电子加速器和放射性同位素 (如钴60)。前者已在欧美等发达国家普及使用，后者基本上仅用于科学研究。由于无需添加硫化剂及在常温和常压下进行硫化，故产品纯度高、工艺简单及节省能源、耐热和抗老化。但为了降低辐射硫化的吸收剂量，一般在胶料中应添加一定量的敏化剂。辐射硫化装置可用来生产电线、电缆和胶管等制品 。 2 双机组合方式中的微波硫化装置 微波硫化装置分带式输送和辊筒输送两类。前一类为通用装置。辊简输送微波硫化装置适用于生产高发泡低密度胶管和其它挤出制品 3 双机组合方式中的 热空气硫化装置 电热式热空气硫化装置：电热式热空气硫化装置主
5、要使用电阻发热电 :热器来加热周围空气且用循环风扇输送热空气。温度可达 180 25O ，在该装置终端部分气体被排出机外。按输送方式可分为带式输送和辊筒输送二类。 燃油或燃气式热空气硫化装置：开发出燃油或燃气式热空气硫化装置，且呈取代电热式热空气硫化装置的趋势。主要考虑的是环保方面。 4 加压液体硫化介质装置 加压液体硫化介质装置 是用压缩空气或氮气加压的液体硫化介质装置。所用的液体硫化介质 为 50硝酸钾、 40亚硝酸钠和 7硝酸钠等的混合盐。主要用于生产用前述各法不能或难于生产的内有钢丝增强层的液压胶管、汽车刹车胶管、空调胶管和各种电缆。 5 红外线烘炉后续微波硫化装置 加压热流体床 (P
6、HFB)硫化装置是热流体床 (HFB)硫化装置的新改进。该装置内部还使用压力在 O 1 0 5MPa(常用为 O 4MPa)的经加热的蒸汽或压缩空气，从而使被硫化物除得到加热玻璃微珠的传热外，还得到上述气体介质的传热和施压，从而能加速硫化和避免制品起泡和脱层。应用该设备可以用来生产有钢丝编织层的液压胶管、电线、电缆和 有金属嵌件的异型材料。 6 高性能辐射硫化装置 高能辐射 (HER)硫化装置简称为辐射硫化装置。所用的设备有两类：一类是指直接利用核反应堆或放射性同位素所产生的高能量射线进行连续硫化的装置；另一类是使用普通或大功率电子加速 器使带电粒子 (电子 )达到高能量级，成束快速穿透被加工
7、物使之连续硫化的装置。其共同特点是辐射能量皆在 l0ev以上。 7 剪切机头予热硫化装置 剪切机头 (SH)预热硫化装置是 70年代后期首先在欧洲得到开发和应用的。它与上述热空气、液体硫化介质、流体床、弯管等连续硫化装置不同，不是从被加工物外 部加热使之硫化，而是通过装在挤出机上的剪切机头的高剪切作用使橡胶料内均匀升温得到加热而硫化的。剪切机头预热硫化装置的关键设备是装在挤出机上的剪切机头。 8 胶片胶带连续硫化装置 胶带和胶片的连续硫化使用转鼓连续硫化机 (RCP)，即在圆筒状转鼓上以加压钢带对胶带或胶片施压，由内通蒸汽的转鼓和外设的电热器加热进行硫化。操作复杂、生产效率低、耗能大。同时，因
8、转鼓表面温度和加压钢带温度有差异，也会影响到产品质量。日本神户制钢所开发出的胶片连续硫化机 CSV一 1500克服了上述缺点。 下面有比较现成的硫化装置 (1)由杭 州肯莱特传动工业有限公司申请的专利（专利号 CN101337411，公开日期 2009 01 07）“橡胶传动带硫化装置及其硫化方法”，涉及的橡胶传动带硫化装置包括外套、与外套上下端面密封连接的上盖板和下底板以及模具组件。其中模具组件包括芯轴架体和设在芯轴架体外环端的模具，靠近芯轴架体的模具内侧面设有环通的蒸汽室外套与模具间形成外压腔；上盖板通过锁紧螺杆、内锁紧螺杆和锁紧螺母与下底板活络连接。该硫化装置外压腔硫化介质采用饱和水蒸气
9、和高压压缩空气混合物，可同时保证硫化压力和硫化温度 (2)日本小松原铁工所 (株 )最近开发、生产出一种燃烧室温度更高的新型热风硫化装置，炉内温度可达 400。这种用于汽车和工业压出橡胶制品的连续硫化装置。采用了该公司独自开发的热风循环方式，可将硫化过程中产生的废气进行完全处理，不会产生环境污染，因而有利于环保。该生产线的特点：一是采用该公司自己研制的特殊喷嘴，在作业中可喷出均一热风，硫化速度快，生产效率高；二是采用热风循环方式，生产线成本比一般的电热式降低 l 3 一 l 5；三是用此设备可将硫化过程中产生的废气进行燃烧处理，生产过程清洁无味，这在 其它装置还不能完全做到。该装置最适于海绵橡
10、胶 硫化，如果与 UHF(微波硫化 )并用则更能发挥其作用，产品外形尺寸更精确。在密实橡胶，如胶管等生产中使用该装置同样能收到良好效果。 发展特征和趋势： 具有如下的发展特征和趋势： （ 1） 微波硫化装置得到太规模的普及和应用， 新机型不断出现， 且趋向于与其连续硫化或予热装置并用 且不仅用于上述直接硫化之中， 也业已用来予热轮胎、平带等半成品此外日本业已开发出能硫化夹有金属骨架橡胶挤出制品的新装置。再之，已有微波十 (高速 )热空气、微波 +(加压 )热流体状、微波十液体硫化介质、红外线 +微波 (十高速热空气 )、 (红外 线十 )高速热空气 +微波等由二种或三种不同装置组合而成的应用方
11、式 （ 2 ）热空气硫化装置已由一般的电热式向燃气， 燃油或燃气油式发展， 且向高速热空气硫化装置发展此外，也趋向于与其它连续硫化或予热装置并用，除上述与微波装置组合外，还有剪切机头予热十热空气碗化、热空气硫化十红外线后硫化等不同装置组合的应用例子 （ 3）红外线加热装置目前已得到广泛应用，主要用于干燥和加热。但该装置还可与各种其它连续硫化装置组合使用，且可用作后续二次硫化装置。同时还开发高频无线电波 (HFRW)H 热装置，作为金属和其它磁性材料的 加热装置，已使用于挤出覆胶金属芯材或嵌件的预热中。 （ 4）热流体床硫化装置不断作各种设备和工艺改进，业已开发出加压热硫体床硫化装置。不仅能提高
12、产品质量， 也扩大了应用范围，能硫化蜂窝结构，橡胶电线及高压交管等镧品此外也趋向于与其它连续硫化或予热装置并用，如可与微波或缈予热等装置组合使用 （ 5）加压液体硫化介质装置是液体硫化介质装置的新发展，宜于生产电缆和缠绕编织胶管等制品。目前已开发出使用不会分解出致癌亚硝基化合物的新熔盐。 （ 6）加压热流体床硫化装置也是热流体床硫化装置的新改进，不仅能提高产品质量， 也扩大了应用范围，如能硫化蜂窝结构制品、橡胶电线和高压胶管等制品，还可与诸如微波或红外等预热装置组合 使用。 （ 7）弯管连续硫化装置除与剪切机头预热等装置配套使用外，在国外己较少作为一种独立的热硫化装置使用。美国杜邦公司已开发出
13、螺旋盘管连续硫化装置， 以全面代替上述弯管装置。 （ 8）六十年代中期开始应用的高能辐射硫化装置目前正在推广和普及之中，主要使用电子加速器且趋向于使用大功率电子加速器。为提高其生产能力和产品质量，业已开发出多种供此加工用的弹性体、橡胶和如敏化剂之类的新配合剂此外，该装置业已用于对轮胎 之类半成品的予硫化之中 （ 9）红外线加热装置目前已得到广泛应用，该装置除可与各种硫化装置组合作予热加工外， 还可用作后续二次硫化装置 （ 10） 剪切机头予热装置的开发和应用正处于方兴未艾之中， 一般可与热空气、弯管管或远红外等硫化装置配套使用，对于出型挤出机目前趋向于使用排气挤出机以提高半成品和成品质量 （
14、11）胶片胶带或胶布连续硫化装置，除日本已开发出 CSV 型胶片连续硫化机和俄国的胶布活化流体运动 ATP 型连续硫化装置外，值得介绍的是由德国Siempclkamp 公司开发的兼具平板硫化机加热区大，单 位面积压力强和鼓式硫化机连续硫化优点的平板结合压辊的连续硫化机，该机所采用两组平板中的前一组平板提供硫化所需的热量和压力，而后一组平板除作加压外，还可作所需的加热(橡胶硫化 )或冷却 (热塑性聚台物冷却 )。围绕上述两组平板的上模板或下模板分别配置装有许多压辊的循环转动链，在上下两排压辊之间。水平前移夹有被加工胶带的两条环形钢带，每一条钢带都没有一套清理装置，随时将钢带上的污物除去，以保证钢
15、带的洁净和光滑故该设备既有产率高和质量好的优点，又没有上述设备防止蒸汽或加热空气泄漏困难的问题另外作为上述产品加工所需的 层合压延机也有众多的改进和提高，如采用六个以上辊筒多种排布方式的压延机等 3 课题的研究内容及拟采取的研究方法（技术路线）、研究难点及预期达到的目标。 研究方法 ：资料查阅和企业实地考察相结合。 研究难点： （ 1）对于 模具以及承压结构的强度计算和机架的结构设计和强度计算存在问题。 （ 2）模具的密封性问题，还有取出时遇到的一些安全问题。 （ 3）环保问题。 预期目的： 。 要求是完成成型硫化的同时，减少硫化蒸汽的使用，减少有害物质对成型模具的侵蚀。同时尽量安全生产 。
16、4 研究工作详细进度和安排 2010.11.30 下达任务书； 2010.12.16 12.31 完成文献综述、外文翻译初稿； 2011.1.10 前 完成外文翻译、文献综述； 2011.2.28 前 完成开题报告； 2011.4.21 4.30 中期检查毕业论文的进展情况； 2011.5.4 5.15 撰写论文，完成设计（论文）初稿； 2011.5.16 5.20 检查、修改论文，定稿，上交论文； 2011.5.21 5.24 论文评审，准备答辩； 2011.5.27-5.28 毕业答辩。 5 参考文献 1 邹 维 涛 新 型 传 动 带 生 产 设 备 的 技 术 发 展 J 橡 塑 技
17、术 与 装备 2010, 09 2李玮 ; 金伟明 DELPH 平台下 PLC 控制多楔带测试机的设计 J舰船电子工程 , 2010 年 , 03 3吴贻珍传动带制造技术与工艺装备 (一 )J中国橡胶 , 2010,6 4吴贻珍传动带制造技术与工艺装备 (一 )J中国橡胶 , 2010,7 5刘锦文多楔带成型硫化工艺及其成型硫化模设计 J橡塑技术与装备 , 2005,12 6陶大君橡胶多楔带的现状与磨削制楔技术 J中国橡胶 , 2003， 13 7黄靖 ; 杨道路多楔带单根磨楔机的开发 J橡塑技术与装备 , 2002， 1 8闫传新 ; 孙修业 ; 黄靖多楔带磨削切割机 J世界橡胶工业， 2001， 4 9莫斯 .压力容器设计手册 M.北京 :中国石化出版社 ; 2006 10郝为建 .两工位实心轮胎一步法注射成型硫化机组的设计研究与三维过程模拟 D. 青岛科技大学 ,200 11思明 . 日本研发出环保型热风硫化装置 .中国橡胶 -2005年 22期 12 赵敏 . 橡胶传动带硫化装置及其硫化方法 .橡胶工业 -2009年 10期 13 叶春葆 .橡胶连续硫化装置的新进展 . 天津橡胶 -1995 年 3 期 14 玉置 ,笃 蔡佩亮 .橡胶连续硫化装置今后的展望 . 橡胶参考资料 -1995 年 9期
